#!/usr/bin/python3
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# * Author : liangliangSu
# * Email : sll917@hotmail.com
# * Create time : 2023-04-02 21:42
# * Filename : 25命名空间和作用域.py
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#命名空间
#先看看官方文档的一段话：
#A namespace is a mapping from names to objects.Most namespaces are currently implemented as Python dictionaries。
#命名空间(Namespace)是从名称到对象的映射，大部分的命名空间都是通过 Python 字典来实现的。
#命名空间提供了在项目中避免名字冲突的一种方法。各个命名空间是独立的，没有任何关系的，所以一个命名空间中不能有重名，但不同的命名空间是可以重名而没有任何影响。
#我们举一个计算机系统中的例子，一个文件夹(目录)中可以包含多个文件夹，每个文件夹中不能有相同的文件名，但不同文件夹中的文件可以重名。
'''
一般有三种命名空间：
1, 内置名称（built-in names）， Python 语言内置的名称，比如函数名 abs、char 和异常名称 BaseException、Exception 等等。
2, 全局名称（global names），模块中定义的名称，记录了模块的变量，包括函数、类、其它导入的模块、模块级的变量和常量。
3, 局部名称（local names），函数中定义的名称，记录了函数的变量，包括函数的参数和局部定义的变量。（类中定义的也是）

命名空间查找顺序:
假设我们要使用变量 runoob，则 Python 的查找顺序为：局部的命名空间 -> 全局命名空间 -> 内置命名空间。
'''
#如果找不到变量 runoob，它将放弃查找并引发一个 NameError 异常:
#NameError: name 'runoob' is not defined。
#命名空间的生命周期：
#命名空间的生命周期取决于对象的作用域，如果对象执行完成，则该命名空间的生命周期就结束。
#因此，我们无法从外部命名空间访问内部命名空间的对象。

#实例
print('(1)-----------------------完美分割线--------------------------------')
# var1 是全局名称
var1 = 5
def some_func():
 
    # var2 是局部名称
    var2 = 6
    def some_inner_func():
 
        # var3 是内嵌的局部名称
        var3 = 7
#如下图所示，相同的对象名称可以存在于多个命名空间中。

#作用域
#A scope is a textual region of a Python program where a namespace is directly accessible. "Directly accessible" here means that an unqualified reference to a name attempts to find the name in the namespace.

#作用域就是一个 Python 程序可以直接访问命名空间的正文区域。
#在一个 python 程序中，直接访问一个变量，会从内到外依次访问所有的作用域直到找到，否则会报未定义的错误。
#Python 中，程序的变量并不是在哪个位置都可以访问的，访问权限决定于这个变量是在哪里赋值的。
#变量的作用域决定了在哪一部分程序可以访问哪个特定的变量名称。Python 的作用域一共有4种，分别是：

'''
有四种作用域：

L（Local）：最内层，包含局部变量，比如一个函数/方法内部。
E（Enclosing）：包含了非局部(non-local)也非全局(non-global)的变量。比如两个嵌套函数，一个函数（或类） A 里面又包含了一个函数 B ，那么对于 B 中的名称来说 A 中的作用域就为 nonlocal。
G（Global）：当前脚本的最外层，比如当前模块的全局变量。
B（Built-in）： 包含了内建的变量/关键字等，最后被搜索。
规则顺序： L –> E –> G –> B。
在局部找不到，便会去局部外的局部找（例如闭包），再找不到就会去全局找，再者去内置中找。
'''

#g_count = 0  # 全局作用域
#def outer():
#    o_count = 1  # 闭包函数外的函数中
#    def inner():
#        i_count = 2  # 局部作用域
#内置作用域是通过一个名为 builtin 的标准模块来实现的，但是这个变量名自身并没有放入内置作用域内，所以必须导入这个文件才能够使用它。在Python3.0中，可以使用以下的代码来查看到底预定义了哪些变量:
#>>> import builtins
#>>> dir(builtins)
#Python 中只有模块（module），类（class）以及函数（def、lambda）才会引入新的作用域，其它的代码块（如 if/elif/else/、try/except、for/while等）是不会引入新的作用域的，也就是说这些语句内定义的变量，外部也可以访问，如下代码：

if True:
    msg = 'I am from Runoob'
print(msg)
#'I am from Runoob'
 
#实例中 msg 变量定义在 if 语句块中，但外部还是可以访问的。
#如果将 msg 定义在函数中，则它就是局部变量，外部不能访问：
def test():
    msg_inner = 'I am from Runoob'
#print(msg_inner)
#Traceback (most recent call last):
#  File "<stdin>", line 1, in <module>
#NameError: name 'msg_inner' is not defined
#从报错的信息上看，说明了 msg_inner 未定义，无法使用，因为它是局部变量，只有在函数内可以使用

#全局变量和局部变量
#定义在函数内部的变量拥有一个局部作用域，定义在函数外的拥有全局作用域。
#局部变量只能在其被声明的函数内部访问，而全局变量可以在整个程序范围内访问。调用函数时，所有在函数内声明的变量名称都将被加入到作用域中。如下实例：

#实例(Python 3.0+)
print('(2)-----------------------完美分割线--------------------------------')
#!/usr/bin/python3
total = 0 # 这是一个全局变量
# 可写函数说明
def sum( arg1, arg2 ):
    #返回2个参数的和."
    total = arg1 + arg2 # total在这里是局部变量.
    print ("函数内是局部变量 : ", total)
    return total
 
#调用sum函数
sum( 10, 20 )
print ("函数外是全局变量 : ", total)
#以上实例输出结果：
#函数内是局部变量 :  30
#函数外是全局变量 :  0
#global 和 nonlocal关键字
#当内部作用域想修改外部作用域的变量时，就要用到 global 和 nonlocal 关键字了。

#以下实例修改全局变量 num：
print('(3)-----------------------完美分割线--------------------------------')
#实例(Python 3.0+)
#!/usr/bin/python3
num = 1
def fun1():
    global num  # 需要使用 global 关键字声明
    print(num) 
    num = 123
    print(num)
fun1()
print('----------完美分割线-------------')
print(num)
#以上实例输出结果：
#1
#123
#123
#如果要修改嵌套作用域（enclosing 作用域，外层非全局作用域）中的变量则需要 nonlocal 关键字了，如下实例：

#实例(Python 3.0+)
print('(4)-----------------------完美分割线--------------------------------')
#!/usr/bin/python3
def outer():
    num = 20
    def inner():
        nonlocal num   # nonlocal关键字声明
        num = 100
        print(num)
    inner()
    print(num)
outer()
#以上实例输出结果：
#100
#100
#另外有一种特殊情况，假设下面这段代码被运行：
#实例(Python 3.0+)

#!/usr/bin/python3
#a = 10
#def test():
#    a = a + 1
#    print(a)
#test()
#以上程序执行，报错信息如下：
#Traceback (most recent call last):
#  File "test.py", line 7, in <module>
#    test()
#  File "test.py", line 5, in test
#    a = a + 1
#UnboundLocalError: local variable 'a' referenced before assignment
#错误信息为局部作用域引用错误，因为 test 函数中的 a 使用的是局部，未定义，无法修改。
#修改 a 为全局变量：

#实例
print('(5)-----------------------完美分割线--------------------------------')
#!/usr/bin/python3
a = 10
def test():
    global a
    a = a + 1
    print(a)
test()
print(a)
#执行输出结果为：
#11
#也可以通过函数参数传递：

#实例(Python 3.0+)
print('(6)-----------------------完美分割线--------------------------------')
#!/usr/bin/python3
a = 10
def test(a):
    a = a + 1
    print(a)
test(a)
#执行输出结果为：
#11
